(57)【要約】  【課題】  簡単な構成で、大口径ギヤの軸倒れによる噛み合い音増大及び回転伝達精度異常が防止されていて、しかもコンパクトで耐久性の高い駆動装置を提供する。  【解決手段】  駆動用モータ１が矢印Ａ方向に回転すると、回転軸４のギヤ部４ａとドラム駆動ギヤ２のギヤ部２ａとの噛み合いにより、ドラム駆動ギヤ２が矢印Ｂ方向に回転する。そして、ドラム駆動ギヤ２の噛み合い部付近は、ハスバ歯車のネジレ角に起因するスラスト方向の力により、駆動用モータ１に近寄る方向に力を受ける。これに対し、スペーサ部材３の前面にドラム駆動ギヤ２側面が当接した状態で、スペーサ部材３がドラム駆動ギヤ２の軸倒れを規制しながら回転する。【選択図】      図２
2005147310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動側ギヤと、該駆動側ギヤの根元に嵌合されるスペーサ部材と、軸長に対して歯先円の直径が大きい従動側ギヤとを有し、前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤはハスバ歯車であって、前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤの噛み合い部のネジレ角に起因するスラスト方向の力により、前記従動側ギヤの側面を前記スペーサ部材の前面に当接させることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記スペーサ部材の内周面に突起を設け、該突起が前記駆動側ギヤに噛み合うことにより、前記スペーサ部材が前記駆動側ギヤと一体で回転するようにして成ることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記スペーサ部材は樹脂材料より成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車を用いた駆動装置に関するものであり、特に高精度を要する複写機やプリンタ等の画像形成装置における、感光体ドラムに使用するのに適した駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機，プリンタ，ファクシミリ，及びこれらの複合機等の画像形成装置においては、例えば感光体ドラムを高精度に回転駆動する駆動装置が設けられている。図５は、このような従来の画像形成装置における駆動装置近傍を示す斜視図である。同図において、ドラムユニット１００は、ドラム保持フレーム１０６と、回転自在に支持されたドラム駆動軸１０８と、ドラム駆動軸１０８に一体回転し得るよう支持された感光体ドラム１１０とを備えている。
【０００３】
なお、ドラム保持フレーム１０６は、適宜の合成樹脂により一体に形成される。また、ドラム保持フレーム１０６には、図示しない主帯電器、クリーニング装置などが配設される。また、ユニット後側壁１０４には、保持円筒部１１２が一体に形成されている。保持円筒部１１２は、ドラム駆動軸１０８と同心位置に形成され、且つ、ユニット後側壁１０４から側外方に水平に延び出している。
【０００４】
また、本体後側壁１０４外側には、位置決め部材１０が離脱自在に配設されている。適宜の合成樹脂から一体に形成される環状の位置決め部材１０は、軸方向外方に延び出す位置決め円筒部１２が形成されている。位置決め円筒部１２の先端部における外周面は、ユニット後側壁１０４の保持円筒部１１２内周面と嵌合している。これらの更に外側には、支持フレーム５６０が図示しない本体筐体側に離脱自在に取り付けられる。
【０００５】
支持フレーム５６０は、適宜の金属板、例えば鋼板により形成されており、ほぼ矩形をなす平坦な基板部５６２と、基板部５６２の周縁部から同じ長さだけ同じ片面側に延び出した複数の脚部の先端に形成された取付フランジ部５６４とを備えている。取付フランジ部５６４の各々の先端外側面は、基板部５６２と実質的に平行な仮想平面上に位置付けられている。また、支持フレーム５６０の基板部５６２には、その片面に対し図示しない支持軸が該片面側に延び出すよう固定されている。この支持軸にはドラム駆動ギヤ５７０が回転自在に支持されている。
【０００６】
支持フレーム５６０における基板部５６２の外側には、感光体ドラム１１０などの駆動源である電動モータＭが取り付けられている。支持フレーム５６０における基板部５６２の内側には出力ギヤ５９０が回転自在に支持され、この出力ギヤ５９０は、電動モータＭの図示しない駆動軸に連結されると共に、ドラム駆動ギヤ５７０に噛み合わされている。同図では、これらのギヤに平歯車を採用した場合を例示している。ドラム駆動ギヤ５７０のボス部５７２は、位置決め部材１０に回転自在にかつ離脱自在に嵌合される。
【０００７】
また、位置決め円筒部１２及び保持円筒部１１２内では、それぞれ図示しない駆動側カップリングとドラム側カップリングとが、ドラム駆動ギヤ５７０とドラム駆動軸１０８との間のカップリング手段を構成している。さて、電動モータＭが回転すると、その回転が出力ギヤ５９０及びドラム駆動ギヤ５７０により減速されつつ、前記カップリング手段によりドラム駆動軸１０８に伝達され、ひいては感光体ドラム１１０が回転する。
【０００８】
以上のような従来の駆動装置において、ギヤの軸倒れを防止するため、例えばギヤ取付部の精度を追求したものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。具体的には、平行する一対の基板と、その基板間を所定の間隔に保持する複数の支持軸と、その支持軸に係合する駆動部材とから成り、支持軸の一方の端部は一対の基板の第１基板に垂直に植設され、支持軸の他方の端部は一対の基板の第２基板に穿設された孔に嵌合して位置決めされた後、固定される構成をなし、第２基板に穿設された複数の孔のうち１個の孔を基準孔公差に設定し、他の孔を支持軸の植設倒れを検出できる孔公差に設定した構成としている。
【０００９】
また、モータの軸倒れを無くし、ダンパーの変形を抑制することで、モータの振動，脱調，騒音を防止するようにしたものが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。具体的には、像担持体と、その像担持体上に形成された潜像に対して現像剤を供給し現像を行う円筒形状の現像手段と、その現像手段を駆動する駆動手段とを有する画像形成装置において、駆動手段の軸は、駆動手段を挟んで現像手段と反対側を軸受で支持される構成としている。
【００１０】
また、ギヤの小径部に同軸で嵌合する補助部材を設けたものが開示されている（例えば、特許文献３参照。）。具体的には、周囲が歯面である大径部と、この大径部から立設する小径部とを有し、大径部の中心に孔部を設けて軸受部を形成したギヤを備えた歯車装置において、小径部と嵌合する嵌合部を有し、中心に孔部を設けて軸受部を形成した補助部材を備え、小径部と嵌合部とが嵌合された状態でギヤと補助部材の軸受部に回転中心軸を挿入した構成としている。
【特許文献１】特開２００１−０８２５８７号公報
【特許文献２】特開２００３−０７６０９２号公報
【特許文献３】特開２００２−２２７９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述したような従来の構成では、駆動装置におけるギヤとして、とりわけ樹脂ギヤを使用する場合には、その寸法のバラツキを考慮してクリアランスを設けていたときに、これに熱膨張が加わると、軸受け部のガタが大きくなってしまい、軸倒れが起こりやすくなる。特に、ギヤの軸長に対してギヤ外径の大きい大口径ギヤにおいては、この現象が現れやすい。なお、ギヤの軸長とは、そのギヤにおいて軸と嵌合する部分の長さのことである。
【００１２】
例えば、上記図５で示した大口径ギヤであるドラム駆動ギヤは、歯先円の直径が軸長の約４倍となっているが、軸倒れを防止するために軸長をギヤ外径に見合った分だけ延長すると、駆動装置全体がその分だけ大きくなってしまう。また、このドラム駆動ギヤとモータの出力ギヤに、ハスバ歯車を採用した場合は、そのネジレ角に起因するスラスト方向の力により、大口径ギヤであるドラム駆動ギヤの軸受け部のガタ分だけ、軸倒れが顕著に現れる。
【００１３】
本発明は、以上のような問題点に鑑み、簡単な構成で、大口径ギヤの軸倒れによる噛み合い音増大及び回転伝達精度異常が防止されていて、しかもコンパクトで耐久性の高い駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明では、駆動側ギヤと、その駆動側ギヤの根元に嵌合されるスペーサ部材と、軸長に対して歯先円の直径が大きい従動側ギヤとを有し、前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤはハスバ歯車であって、前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤの噛み合い部のネジレ角に起因するスラスト方向の力により、前記従動側ギヤの側面を前記スペーサ部材の前面に当接させることを特徴とする。
【００１５】
また、前記スペーサ部材の内周面に突起を設け、その突起が前記駆動側ギヤに噛み合うことにより、前記スペーサ部材が前記駆動側ギヤと一体で回転するようにして成ることを特徴とする。
【００１６】
また、前記スペーサ部材は樹脂材料より成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡単な構成で、大口径ギヤの軸倒れによる噛み合い音増大及び回転伝達精度異常が防止されていて、しかもコンパクトで耐久性の高い駆動装置を提供することができる。
【００１８】
具体的には、軸長に対して歯先円の直径が大きい従動側ギヤにおいて、軸倒れによる寸法変動が最も大きい部分であってハスバ歯車のネジレ角に起因するスラスト方向の力がかかっている部分である歯元付近を、スペーサ部材に当接させることで軸倒れを規制している。これにより、軸倒れによる噛み合い異常を防止し、精度の良い駆動伝達，騒音発生の防止，及び耐久性の向上を図っている。
【００１９】
また、スペーサ部材の内周面に突起を設け、その突起が駆動側ギヤに噛み合うことにより、スペーサ部材が駆動側ギヤと一体で回転するようにしている。これにより、回転時に従動側ギヤ側面とスペーサ部材前面との当接部における各円周速度は相対的に０に近くなるため、ここでの摩擦，摩耗による異音や精度低下を低減することができる。
【００２０】
さらに、スペーサ部材を樹脂材料とすることにより、従動側ギヤ側面とスペーサ部材前面との当接部が滑らかに摺擦するようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明では、軸長に対して歯先円の直径が大きい大口径ギヤにおいて、軸倒れによる寸法変動が最も大きい部分であってハスバ歯車のネジレ角に起因するスラスト方向の力がかかっている部分である歯元付近を、スペーサ部材に当接させることで軸倒れを規制し、軸倒れによる噛み合い異常を防止している。
【００２２】
図１は、本発明の駆動装置が搭載された画像形成装置の概略断面図であり、デジタル複写機の例を示している。同図において、感光体ドラム７０は帯電装置７１によってその表面が正又は負に一様に帯電される。他方、蓋９１によって覆われている原稿載置台９０に原稿（不図示）が載置され、その画像データが不図示の読み取り装置によって読みとられる。読み取られた画像データはレーザスキャナ（露光装置）７２によって感光体ドラム７０の表面に書き込まれ、感光体ドラム７０の表面に静電潜像が形成される。
【００２３】
具体的には、反転現像方式の場合には画像に相当する部分の帯電が除去され、正規現像方式の場合は背景に相当する部分の帯電が除去されて、それぞれ静電潜像が形成される。次に現像装置７３によって感光体ドラム７０上の静電潜像をトナーで可視像化する。このときトナーの帯電極性は、反転現像方式の場合には感光体ドラム７０の帯電極性と同極性であり、正規現像の場合は感光体ドラム７０の帯電極性と逆極性である。
【００２４】
一方、給紙カセットＳに収納されている用紙Ｐは、ピックアップローラ８２により引き出され、給紙ローラ８３と捌きローラ８４とで挟持されて搬送路へ送られる。そしてレジストローラ対８１によって、感光体ドラム７０上のトナー画像が転写部に到達するのにタイミングを合わせて、用紙Ｐは転写部へ送り出される。転写部では、感光体ドラム７０と転写ローラ７４との間で用紙Ｐが挟持されている状態で、トナー帯電極性と逆極性の電荷が転写ローラ７４に印加されることにより、感光体ドラム７０上のトナー像が用紙Ｐ上に移動する。用紙Ｐ上に移動せず感光体ドラム７０上に残留したトナーはクリーニングローラ７５によって除去回収される。
【００２５】
一方、トナー像を載置した用紙Ｐは定着ローラ対８５へ搬送される。ここでトナー像は定着ローラ対８５によって加熱・加圧されて用紙Ｐに定着する。そして排出ローラ対８６によって用紙Ｐは排紙部８７へ排出される。なお、手差しトレイ８８に載置された用紙Ｐは、給紙ローラ８９によってレジストローラ対８１へ送りだされ、それ以後は前述の搬送経路と同じ経路を通る。
【実施例１】
【００２６】
図２は、本発明の実施例１に係る駆動装置の斜視図である。同図は感光体ドラム側より見た様子を示している。同図において、１は図示しない感光体ドラムを駆動する駆動用モータである。駆動用モータ１の回転軸４には、これと一体にて周囲にギヤ部４ａが形成されている。また、２は略円板状のドラム駆動ギヤである。ドラム駆動ギヤ２の外周面全周にはギヤ部２ａが設けられており、また中心部には軸方向に延びる円筒状の軸受け部２ｂが設けられている。ドラム駆動ギヤ２は、軸長に対して歯先円の直径が３〜４倍程度となっている。また、駆動用モータ１の回転軸４のギヤ部４ａと、ドラム駆動ギヤ２のギヤ部２ａは、それぞれハスバ歯車となっており、互いに直接噛み合っている。なお、ギヤ部２ａの歯は図示を簡略化している。
【００２７】
また、斜線で示した３はＰＢＴ，ＰＰ，ＡＢＳ等の成形品であるスペーサ部材であり、駆動用モータ１の回転軸４根元に挿入してある。回転軸４は、略正方形状の板部材である軸受け板５の中央に開けられた軸受け孔５ａを貫通している。そして、回転軸４の外側面と軸受け孔５ａの内側面との間に、前記スペーサ部材３が介在している。軸受け板５は、上記図５で説明した支持フレーム５６０に相当する部材の外側面に取り付けられる。なお、６は駆動用モータ１を図示しない本体筐体側に取り付けるブラケット板である。また、ドラム駆動ギヤ２の材質としては、スペーサ部材３と同等の樹脂材料による成形品として良い。
【００２８】
図３は、スペーサ部材３を感光体ドラム側から見た拡大斜視図である。同図に示すように、スペーサ部材３は、円筒状の本体３ａと、その先端周縁部より外周方向に延びてリング状を成すフランジ３ｂと、本体３ａ後端内周面全周に渡って略等角度間隔に複数配置され、それぞれ内方へ延びる突起３ｃとより成る。スペーサ部材３を駆動用モータ１の回転軸４根元に挿入するときに、この突起３ｃが回転軸４のギヤ部４ａに噛み合うことにより、スペーサ部材３が回転軸４と一体で回転するようになっている。なお、スペーサ部材３の形状を回転軸４に一体形成することも考えられるが、このようにすると回転軸径がその分大きくなるため、コストアップとなる。
【００２９】
図４は、本実施例の駆動装置の模式的な主要部縦断面図である。上述したように、ドラム駆動ギヤ２は略円板状をしており、その外周面全周にはギヤ部２ａが設けられている。また中心部には軸方向に延びる円筒状の軸受け部２ｂが設けられている。そして、軸受け部２ｂの長さであるＣ寸法がドラム駆動ギヤ２の軸長となっている。ギヤ部２ａは、駆動用モータ１の回転軸４のギヤ部４ａと噛み合っている。回転軸４には、スペーサ部材３の突起３ｃがギヤ部４ａと噛み合いつつ、スペーサ部材３が根元まで挿入されている。
【００３０】
さらに、ドラム駆動ギヤ２の駆動用モータ１側（図の右側）の側面で外周縁部付近には、歯元円よりも若干小さい外径で細いリング状のリブ２ｃが、高さ０．５ｍｍ程度で全周に渡って設けられている。そして、リブ２ｃはスペーサ部材３の上記フランジ３ｂ前面と当接している。この構成においては、回転時にドラム駆動ギヤ２側面とスペーサ部材３前面との当接部における各円周速度は相対的に０に近くなるため、ここでの摩擦，摩耗による異音や精度低下を低減することができる。
【００３１】
さて、ドラム駆動ギヤ２に図示しない感光体ドラム側からの負荷トルクがかかった状態で、駆動用モータ１が図２の矢印Ａ方向に回転すると、回転軸４のギヤ部４ａとドラム駆動ギヤ２のギヤ部２ａとの噛み合いにより、ドラム駆動ギヤ２が矢印Ｂ方向に回転する。そして、ドラム駆動ギヤ２の噛み合い部付近は、ハスバ歯車のネジレ角に起因するスラスト方向の力により、駆動用モータ１に近寄る方向に力を受ける。これに対し、スペーサ部材３のフランジ３ｂ前面にドラム駆動ギヤ２側面のリブ２ｃが当接した状態で、スペーサ部材３がドラム駆動ギヤ２の軸倒れを規制しながら回転する。
【００３２】
このように、ドラム駆動ギヤ２に回転負荷トルクがかかった場合に、噛み合い部のネジレ角に起因するドラム駆動ギヤ２へのスラスト方向の力が、スペーサ部材３側となるようにネジレ角の向きを指定することで、ドラム駆動ギヤ２の軸倒れをスペーサ部材３により規制している。これにより、軸倒れによる噛み合い異常を防止し、精度の良い駆動伝達，騒音発生の防止，及び耐久性の向上を図っている。
【００３３】
なお、特許請求の範囲で言う駆動側ギヤは、実施例におけるギヤ部４ａを持つ回転軸４に対応しており、従動側ギヤはギヤ部２ａを持つドラム駆動ギヤ２に対応している。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
実施形態では複写機の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、大口径ギヤを用いた駆動装置全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の駆動装置が搭載された画像形成装置の概略断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る駆動装置の斜視図。
【図３】スペーサ部材を感光体ドラム側から見た拡大斜視図。
【図４】本実施例の駆動装置の主要部縦断面図。
【図５】従来の画像形成装置における駆動装置近傍を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３６】
１    駆動用モータ
２    ドラム駆動ギヤ
３    スペーサ部材
４    回転軸
５    軸受け板
６    ブラケット板
【図１】
2005147310.tif 000003
【図２】
2005147310.tif 000004
【図３】
2005147310.tif 000005
【図４】
2005147310.tif 000006
【図５】
2005147310.tif 000007